Séance de cours

Les bases de l'énergie de fusion

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Dans cours

PHYS-424: Plasma II

This course completes the knowledge in plasma physics that students have acquired in the previous two courses, with a discussion of different applications, in the fields of magnetic confinement and controlled fusion, astrophysical and space plasmas, and so ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes fondamentaux de l'énergie de fusion, y compris l'état de la matière du plasma, la production de plasma à partir de l'eau / hydrogène, les caractéristiques du plasma, les réactions de fusion, et les avantages de l'énergie de fusion. Il traite du paysage énergétique mondial, de la consommation d'énergie, des sources de combustible pour les réactions de fusion et de la nécessité de la fusion thermonucléaire pour la production d'énergie. La séance de cours met l'accent sur les avantages environnementaux de l'énergie de fusion, tels que le combustible à haute densité d'énergie, les ressources inépuisables et l'absence d'émissions de CO2 ou d'accidents nucléaires.

Enseignant·e

Holger Reimerdes

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Martim Zurita, Marta Pedrini, Benjamin Yong Kwak Brown, Pierre Louis Sintre, Massimo Carpita, Richard Alexander David Ducker, Giuseppe Iunior Drago A dirigé les thèses EPFL de Mirko Wensing, Claudia Colandrea, Guang-Yu Sun A co-dirigé les thèses EPFL de Gustavo Paganini Canal, Joyeeta Sinha, Roberto Maurizio Cours Control and Operation of Tokamaks PHYS-748 Fusion and industrial plasma technologies PHYS-632 The course provides an o

Source officielle

Concepts associés (32)

Énergie de fusion nucléaire

vignette| L'expérience de fusion magnétique du Joint European Torus (JET) en 1991. L'énergie de fusion nucléaire est une forme de production d'électricité du futur qui utilise la chaleur produite par des réactions de fusion nucléaire. Dans un processus de fusion, deux noyaux atomiques légers se combinent pour former un noyau plus lourd, tout en libérant de l'énergie. De telles réactions se produisent en permanence au sein des étoiles. Les dispositifs conçus pour exploiter cette énergie sont connus sous le nom de réacteurs à fusion nucléaire.

Fusion nucléaire

vignette|Le Soleil est une étoile de la séquence principale, dont l'énergie provient de la fusion nucléaire de noyaux d'hydrogène en hélium. En son cœur, le Soleil fusionne de tonnes d'hydrogène chaque seconde. La fusion nucléaire (ou thermonucléaire) est une réaction nucléaire dans laquelle deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Cette réaction est à l’œuvre de manière naturelle dans le Soleil et la plupart des étoiles de l'Univers, dans lesquelles sont créés tous les éléments chimiques autres que l'hydrogène et la majeure partie de l'hélium.

Facteur de gain d'énergie de fusion nucléaire

vignette| L'explosion de la bombe à hydrogène Ivy Mike. La bombe à hydrogène est le seul dispositif actuellement capable d'atteindre un facteur de gain d'énergie de fusion nettement supérieur à 1. En technologie des réacteurs à fusion nucléaire, le facteur de gain d'énergie de fusion, que l'on exprime couramment à l'aide du symbole Q, est le rapport entre la puissance de fusion produite par le réacteur et la puissance auxiliaire fournie pour maintenir le plasma en régime stationnaire.

Fusion par confinement inertiel

La fusion par confinement inertiel est une méthode utilisée pour porter une quantité de combustible aux conditions de température et de pression désirées en vue d'atteindre la fusion nucléaire. Le confinement du combustible de fusion est réalisé à l'aide de forces inertielles. Cette méthode peut être mise en œuvre grâce à des techniques diverses, dont : striction axiale ; confinement inertiel par laser. D'autres méthodes permettent de réaliser le confinement du combustible nécessaire à la fusion, notamment le confinement magnétique, le confinement électrostatique et la fusion catalysée par muons.

Fusion aneutronique

La fusion aneutronique est une réaction de fusion nucléaire au cours de laquelle la proportion d’énergie libérée sous forme de neutrons reste minime, typiquement inférieure au seuil d’1 % de l’énergie totale. Les réactions nucléaires généralement étudiées aujourd’hui peuvent libérer jusqu’à 80 % de leur énergie sous forme de neutrons. À l’inverse, à condition qu’elle puisse être maîtrisée, la fusion aneutronique serait à même de réduire considérablement les inconvénients associés au rayonnement neutronique (rayonnements ionisants, activation), le besoin d’écrans de protection ou d’équipements de télémanipulation et les problèmes de sûreté.

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Atténuer les émissions de CO2 : stratégies et défis

Explore les défis et les stratégies d'atténuation des émissions de CO2, notamment l'approvisionnement en énergie, l'économie, la fission nucléaire, les énergies renouvelables et l'impact de l'agriculture et de la production de viande.

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